常州內(nèi)河航道綠色建設(shè)途徑與實踐

黃永銘 常州市鐵路民航事務(wù)管理中心

洪 偉 常州市港航事業(yè)發(fā)展中心

“十九大”報告提出，“建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計”“必須堅定不移貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念”。為貫徹生態(tài)文明戰(zhàn)略，全面推進(jìn)交通運輸行業(yè)綠色發(fā)展，推進(jìn)新形勢下航道整治工程向生態(tài)環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)航道建設(shè)對河流生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與保護(hù)，近年來我國在航道綠色建設(shè)方面進(jìn)行了大量探索與工程實踐。常州作為長三角水網(wǎng)核心地區(qū)，航道資源豐富，近年來結(jié)合國家高等級航道整治工程開展了航道綠色建設(shè)的探索，特別是在丹金溧漕河航道整治中創(chuàng)新運用工業(yè)化設(shè)計施工方法，極大提升了綠色建設(shè)水平。本文在相關(guān)研究設(shè)計與工程實踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了常州內(nèi)河航道綠色建設(shè)途徑與實踐經(jīng)驗，供相關(guān)設(shè)計施工參考。

1.國內(nèi)外航道綠色建設(shè)概況

圖1 丹金溧漕航道生態(tài)護(hù)坡

二十世紀(jì)八十年代，西方發(fā)達(dá)國家開始關(guān)注河流治理帶來的生態(tài)環(huán)境影響，采用去硬質(zhì)化的近自然河流治理理念，運用無混凝土或混凝土和植被相結(jié)合的護(hù)坡材料與結(jié)構(gòu)，逐步恢復(fù)河道及河岸自然狀態(tài)，開啟了一系列理論創(chuàng)新和實踐探索。例如，萊茵河可持續(xù)發(fā)展計劃，以流域綜合保護(hù)和治理的不同階段目標(biāo)為指引，有計劃、有步驟地實施基于水文生態(tài)系統(tǒng)的整體性流域保護(hù)與治理模式，將整治工程對生態(tài)環(huán)境的影響降到最小化，通過創(chuàng)新航道工程技術(shù)和工程結(jié)構(gòu)型式，實現(xiàn)了德荷邊界生物幾乎絕跡到河流生態(tài)良好的蛻變，從而恢復(fù)了河流的生態(tài)健康。2001年開始的美國密西西比河綠色航道治理，通過大量的科學(xué)試驗和不斷完善的法律體系，在航道整治工程中大量運用新型生態(tài)型壩體，不僅能滿足通航目標(biāo)，還能營造多樣性的適合水生生物的棲息地?？傮w上，歐美發(fā)達(dá)國家綠色航道治理以生態(tài)恢復(fù)為首要目標(biāo)，保護(hù)河岸的自然屬性，采用“軟性化”的結(jié)構(gòu)，最小化對河流生態(tài)的影響，并且通過設(shè)置法律法規(guī)加強流域保護(hù)，優(yōu)化管理措施并進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，實現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。

圖2 丹金溧漕航道生態(tài)畫廊

圖3 丹金溧漕航道工業(yè)化裝配式護(hù)岸

上世紀(jì)八十年代以前，我國河流水生態(tài)治理主要依據(jù)河流的物理和化學(xué)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)，很少考慮水文和生物指標(biāo)的環(huán)境理念，2005年后基于“河流健康”評價的河流生態(tài)管理在我國開始流行。我國航道部門在2003年左右開始生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)的探索，運用以植物保護(hù)為主的柔性植被型生態(tài)護(hù)岸或是植物與天然或人工材料相結(jié)合的綜合型生態(tài)護(hù)岸，在保障航道通航功能前提下，努力平衡生態(tài)岸坡的防護(hù)費用和生態(tài)效益。特別是2008年后“生態(tài)航道”概念提出，針對我國內(nèi)河航道綠色建設(shè)與保護(hù)的理念逐漸形成，綜合河流的航運功能、生態(tài)功能和其他社會服務(wù)功能，提出了綠色航道的理論框架和實現(xiàn)途徑，依托長江、京杭運河等干線航道整治工程，在綠色航道的生態(tài)環(huán)境調(diào)查、設(shè)計理論與方法、生態(tài)型護(hù)岸與護(hù)底、生態(tài)疏浚與清礁等方面開始了大量探索與實踐，取得了豐碩成果。近期，交通運輸部將發(fā)布《內(nèi)河航道綠色建設(shè)技術(shù)指南》和《內(nèi)河航道綠色養(yǎng)護(hù)技術(shù)指南》。

2.常州內(nèi)河航道綠色建設(shè)

常州是一座有著3200多年歷史的文化古城，地處長三角腹地的蘇南水網(wǎng)地區(qū)，境內(nèi)河道縱橫交織，蘇南運河、錫溧漕河、丹金溧漕河、蕪太運河、德勝河等干線航道與長江、太湖形成江河相通、河湖相連的航道網(wǎng)絡(luò)體系。常州市境內(nèi)共有航道136條，航道總里程1155.69公里，其中三級航道154.6公里。近年來，常州航道建設(shè)實現(xiàn)了瓶頸航段整治向整條航線整治的重大跨越，京杭運河、丹金溧漕河、錫溧漕河等骨干航道升級整治已全面完成。其中，丹金溧漕河溝通蘇南運河和蕪申線，全長65.590公里，河道寬度多在70～90米，水流平緩，水位變幅小，含沙量小，河床沖淤變化小，除當(dāng)?shù)匕l(fā)生洪、澇水時有一定的徑流量外，其余時段內(nèi)徑流量較小。

2.1 生態(tài)岸坡

在丹金溧漕河航道整治中，充分考慮航道的自然特性，普遍采用被實踐檢驗了的一級直立式硬質(zhì)結(jié)構(gòu)+二級護(hù)坡柔性結(jié)構(gòu)的組合型生態(tài)結(jié)構(gòu)型式。結(jié)合沿線地形，一級護(hù)岸主要采用了消散波能的透空式鋼筋混凝土重力式結(jié)構(gòu)，局部不能大開挖航段采用鋼板樁；二級護(hù)坡主要采用仿木樁、箱式綠化擋墻結(jié)構(gòu)、生態(tài)混凝土、空心六角塊草皮護(hù)坡（如圖1）。在河面寬闊的航段，保證設(shè)計河底寬度的基礎(chǔ)上保留淺灘上大范圍蘆葦?shù)暮蕉?，打造了一條6公里的生態(tài)畫廊（如圖2）。

2.2 工業(yè)化裝配式護(hù)岸成套技術(shù)

針對目前國內(nèi)航道硬質(zhì)護(hù)岸施工存在工業(yè)化程度低、資源消耗高、施工周期長、施工質(zhì)量難于控制等問題，提出了適應(yīng)內(nèi)河航道護(hù)岸建設(shè)的預(yù)制箱型多層拼裝式結(jié)構(gòu)并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，研發(fā)相應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線，形成全回轉(zhuǎn)水上吊裝預(yù)制箱型構(gòu)件，形成了裝配式護(hù)岸工業(yè)化設(shè)計生產(chǎn)和施工的成套技術(shù)，可適應(yīng)不同的擋土高度要求，整體性好，對環(huán)境影響小，造價成本比較低，可在箱體內(nèi)進(jìn)行植被種植，在航道綠色建設(shè)中具有顯著的優(yōu)勢。該技術(shù)在丹金船閘下游三角洲生態(tài)島汊河1.1km長護(hù)岸進(jìn)行了試驗應(yīng)用（如圖3）。通過對比，采用裝配式護(hù)岸代替?zhèn)鹘y(tǒng)護(hù)岸，造價差別不大，但工期縮短了28%，人工消耗降低31%，質(zhì)量控制精度可比現(xiàn)行規(guī)范要求可提升1倍。

2.3 水上混凝土運泵一體化

為了解決航道護(hù)岸工程中所需大量混凝土的運輸問題，避免大量的臨時用地用于修建施工道路，提高航道綠色建設(shè)水平，研制了水上混凝土施工“運泵一體化”船舶（如圖4），實現(xiàn)混凝土岸上生產(chǎn)、水上運輸、水上澆筑作業(yè)，打破了過去混凝土成品需在岸上進(jìn)行攪拌、然后裝船運送的慣例，使得混凝土運輸和施工均在水上進(jìn)行，再利用水上標(biāo)準(zhǔn)化的布料系統(tǒng)，安全、快速布料至護(hù)岸模倉，使作業(yè)效率、安全性、標(biāo)準(zhǔn)化程度大大提高，克服了多年來內(nèi)河航道工程混凝土施工效率低、水上作業(yè)機械化水平低、標(biāo)準(zhǔn)化施工難等一系列不足，航道綠色建設(shè)能力大幅提升。

圖4 水上混凝土“運泵一體化”專用船舶

3.關(guān)于航道綠色建設(shè)的思考

內(nèi)河航道綠色建設(shè)應(yīng)實現(xiàn)多目標(biāo)與多效益。當(dāng)前，國內(nèi)航道綠色建設(shè)研究大多圍繞航道縱向平面布置和橫向結(jié)構(gòu)型式，圍繞整治措施對航道水流多樣性、水生態(tài)影響的研究很少。內(nèi)河航道綠色建設(shè)除了保證航道的通航尺度和通航功能外，還需要注重河流形態(tài)多樣性、水流多樣性和生物多樣性，盡量恢復(fù)河道原型狀態(tài)，重視對水域生命棲息區(qū)產(chǎn)生的影響，同步開展多目標(biāo)多學(xué)科交叉研究，以確保河流航道工程建設(shè)后，多目標(biāo)功能和效益的實現(xiàn)。

內(nèi)河航道綠色建設(shè)應(yīng)貫穿工程全生命周期。航道綠色建設(shè)不僅需要前期的研究與論證，還需要工程實施后為工程驗收進(jìn)行效果觀測，更需要在重點航段進(jìn)行長期的持續(xù)的跟蹤監(jiān)測，形成多學(xué)科的持續(xù)觀測研究與現(xiàn)場經(jīng)驗總結(jié)。例如，德國在萊茵河地區(qū)進(jìn)行了二十余年的監(jiān)測，得到系列的工程效果分析。因此，內(nèi)河航道綠色建設(shè)后應(yīng)建立持續(xù)長效的現(xiàn)場監(jiān)測研究，為工程持續(xù)多目標(biāo)效益的發(fā)揮奠定理論基礎(chǔ)，為未來河流航道通航、水生態(tài)治理提供有力支撐。

內(nèi)河航道綠色建設(shè)應(yīng)加強體制與機制建設(shè)。生態(tài)建設(shè)重在建設(shè)理念，在于各級政府的重視。工程建設(shè)中應(yīng)健全有關(guān)機制體制，確保航道工程進(jìn)行的是綠色建設(shè)，而不僅僅是某一單目標(biāo)的實現(xiàn)；加強多行業(yè)的機制體制建設(shè)，國際技術(shù)交流與合作，確保工程順利實施以及達(dá)到理想的工程效果。在此基礎(chǔ)上，盡力推動立法，通過法律保障和促進(jìn)內(nèi)河航道綠色建設(shè)，落實生態(tài)文明治國理念。